Pb3O4组成的测定论文

山东轻工业学院

分析化学综合设计实验论文

题目：Pb3O4组成的测定

专业班级：

姓名：

学号：

指导教师：

二O一一年六月

摘要：

实验使用6mol/L HNO3溶解铅丹中的PbO,得到二氧化铅固体，过滤。然后在PH5~6的HAc-NaAc缓冲溶液中用EDTA滴定，算出铅离子的质量。过滤出的固体在缓冲溶液中与KI反应，剩余KI用NaS2O3返滴定，算出PbO2质量。测量三次，求出偏差和Pb3O4的质量分数。

关键词：铅丹四氧化三铅二氧化铅氧化铅

----------------------------------------------------------- Abstract：

Experimental use 6mol/LHNO3dissolve leade Dan and get the Pb02 solid ,filtering.Then，we can have a titration with EDTA to the solid in the HAc-NaAc buffer solution at PH5-6.At least,calculate the quality of the Lead ions. Filters solid in buffer solution and potassium iodide response,The surplus potassium iodide returns to the titrate with the sodium hyposulfite .Calculate the quality of PbO2.measure three,To deviate and the quality scores.

Key words: Red lead Red lead The oxidizing lead Oxidation lead

引言

铅丹学名四氧化三铅，是一种重要工业原料。已用于蓄电池、玻璃、陶瓷和搪瓷生产中。并用作防锈颜料和铁器的保护面层以及染料和其他有机合成工艺的氧化剂等。Pb3O4的化学结构式是2PbO·PbO2，因此，在对Pb3O4测试时，有两种途径：一是利用PbO2的氧化度，以氧化还原容量化测定；二是采用选择性溶剂溶解分离法测定。

实验

1、实验仪器和药品

仪器：

分析天平、台秤、称量瓶、干燥器、量筒（10mL，100mL）、烧杯（50mL）、锥形瓶（250mL）、碘量瓶（250mL）、吸滤瓶、布氏漏斗、酸式滴定管（50mL）、碱式滴定管（50mL）、洗瓶

固体药品:

四氧化三铅（A.R.），碘化钾（A.R.）

液体药品：

HNO3（6M）、EDTA标准溶液(0.05M)、Na2S2O3标准溶液(0.05M)、NaAc-HAc(1:1)混合液、氨水（1:1）、六亚甲基四胺（20%）、淀粉（2%）材料：

滤纸、PH试纸

2、实验原理

Pb3O4为红色粉末状固体，欲称铅丹或红丹。该物质为混合价态

氧化物，其化学式可写成Pb2PbO4，即式中氧化数为+2的Pb占2/3，而氧化数为+4的Pb占1/3。但根据其结构，Pb3O4应为铅酸Pb2PbO4或者2PbO?PbO2。

Pb3O4与HNO3反应时，由于PbO2的生成，固体的颜色很快从红色变为棕黑色：

很多金属离子均能与多齿配体EDTA以1：1的比例生成稳定的螯合物，以+2价金属离子M2+为例，其反应如下：

因此，只要控制溶液的PH，选用适当的指示剂，就可用EDTA标准溶液，对溶液中的特定金属离子进行定量测定。本实验中Pb3O4经HNO3作用分解后生成的Pb2+，可用六亚甲基四胺控制溶液的PH为5~6，以二甲酚橙为指示剂，用EDTA标准液进行测定。

PbO2是种很强的氧化剂，在酸性溶液中，它能定量地氧化溶液中的I-：

从而可用碘量法来测定所生成的PbO2。

3、实验步骤

3.1、Pb3O4的分解

用差量法准确称取干燥的Pb3O4 0.5g把它置于50mL的小烧杯中，同时加入2mL6mol/L的HNO3溶液，用玻璃棒搅拌，使之充分反应，可以看到红色的Pb3O4很快变为棕黑色的PbO2。接着吸滤将反应产物进

行固液分离，用蒸馏水少量多次地洗涤固体，保留滤液及固体供下面实验用。

3.2、PbO含量的测定

把上述滤液全部转入锥形瓶中，往其中加入4~6滴二甲酚橙指示剂，并逐滴加入1：1的氨水，至溶液由黄色变为橙色，再加入20%的六亚甲基四胺至溶液呈稳定的紫红色（或橙红色），再过量5mL，此时溶液的PH为5~6。然后以EDTA标准液滴定溶液由紫红色变为设宴黄色时，即为终点。记下所消耗的EDTA溶液的体积。

3.3、PbO2含量的测定

将上述固体PbO2连同滤纸一并置于另一只锥形瓶中，往其中加入30ML HAc与NaAc混合液，再向其中加入0.8g固体KI，摇动锥形瓶，使PbO2全部反应而溶解，此时溶液呈透明棕色。以Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈淡黄色时，加入1ml2%淀粉液，继续滴定至溶液蓝色刚好褪去为止，记下所用去的Na2S2O3溶液的体积。

4、实验结果与讨论

所得实验数据记录于表4-1、表4-2和表4-3，有待分析。

表4-1 Pb3O4的分解

项目

次数

m

Pb3O4

/g V

HNO3

/ml m

PbO2

/g

1 0.5005 2.0 0.1570

2 0.5032 2.0 0.1477

3 0.5106 2.0 0.1523

表4-2 PbO 含量的测定

次数

项目

Ι Ⅱ Ⅲ

V 六亚甲基四胺/ml

7.31 7.11 7,52 pH 5.0 5.0 5.0 V EDTA /ml 28.04 27.62 27.14 m Pb2+/g

0.2902

0.2859 0.2810

2/Pb m g + 0.2857

d r /%

1.58 0.07 -1.65

d

1.10

表4-3 PbO 2含量的测定

次数

项目

Ι Ⅱ Ⅲ

V HAc_NaAc /ml 30.00 30.00 30.00 m KI /g 0.8115 0.7855 0.8078 V Na2S2O3/ml 26.44 24.55 25.29 m Pb4+/g

0.1368

0.1270 0.1309

4/Pb m g + 0.1322

d r /%

3.48 -3.93 0.45

d

2.62

根据上述各表，计算：

444222//Pb Pb Pb Pb Pb Pb n n m m ++++++==与的摩尔比： 0.4627

242

3434123100%100%()3Pb Pb PbO PbO Pb O Pb Pb

s

s s s m m M M m M M Pb O m m m m +

+

?+

??=?=++÷试样质量分数：91.21%

根据以上各表和计算结果，讨论：

以上数据由于实验仪器精确度的限制和不可避免的人为操作上的操作误差，使得数据与要求的有一定出入。有计算结果得Pb2+与Pb4+比接近2:1，所以实验数据偏离实际值并不大，这说明操作误差在允许范围之内，测得结果是比较准确的，是是令人满意的。正是因为操作自习认真才能得出正确结果，所以我的实验是合格的。

5、实验心得：

在做实验前我以为试验箱高中一样简单，只需要看看实验步骤就可以了，等做完实验

我才知道其实不然。在这次试验中我总结出五点经验：1.准备越充分，实验越顺利。2.交流是最好的老师。3.一半时间做实验，一半时间看文献。4.记录真实详尽。5.把握心理优势。通过这次试验我学到不少实用的知识，更重要的是，做实验的过程 ，思考问题的方法，与其他实验通用的，是我受益匪浅。

四氧化三铅组成的测定 思 考 题 能否加其它酸如 2SO4或HCl 溶液使 3O4 能否加其它酸如H 溶液使Pb 溶液使 分解？为什么？可以，都能够让四氧化三铅分解成Pb(II)和Pb(IV)化合物，但是由于硫酸铅微溶于水，所以加入硫酸会生成硫酸铅附着在固体表面，反应会很慢，也看不到固体溶解。加入盐酸后由于Pb(IV)具有强氧化性，会氧化氯离子生成氯气，所以一般也不用盐酸分解四氧化三铅

PbO2氧化I-需在酸性介质中进行，能否加HNO3或HCl 溶液以替代Hac ？为什么？不行的,HNO3也有强氧化性,也能氧化I-,对反应有影响,HCl 加入的话,也会被PbO2给氧化.所以都不加.

参考资料

1、浙大、华东理工大、川大合编，殷学锋主编，《新编大学化学实验》，北京：高教出版社，2002。

2、邱光正、张天秀、刘耘主编，《大学基础化学实验》，济南：山东

大学出版社，2000。

3、成都科技大学、浙江大学合编，《分析化学实验》（第二版），北京：

高等教育出版社，1989年。

4、刘耘、周磊主编，《无机及分析化学》，济南：山东大学出版社，

2001年。

5、日本化学会编，《无机化合物合成手册》，第二卷，曹素忱等译，

北京：化工出版社。

6、江体乾主编，《化工工艺手册》，上海：上海科技出版社。

7、中山大学等校编，《无机化学实验》，北京：高等教育出版社。

8、山东大学、山东师范大学等高校合编，《基础化学实验（?）---无

机及分析化学实验》，化学工业出版社出版。

9、武汉大学主编, 《分析化学实验》第四版，高等教育出版社出版。